طراحي و ساخت سيستم تنظيم سرعت پيشروي پيگ

كارشناسي ارشد

چكيده خطوط لوله نفت و گاز متداول ترين و ايمن ترين روش براي انتقال فرآورده هاي نفت و گاز به شمار مي روند. اما به مرور زمان ديواره داخلي لوله دچار رسوب ، خوردگي ، سايش و ترك مي گردد و باعث پايين آمدن راندمان مي شود. لذا براي زدودن رسوبات و شناسايي محل تركها و خوردگي و بازرسي داخل لوله ها عمليات پيگ راني انجام مي گيرد. اين كار سبب تميز شدن داخل لوله و در نتيجه بالا رفتن راندمان جريان مي گردد .همچنين عمليات بازرسي سبب شناسايي محل ترك ها و خوردگي جهت جلوگيري از پيشروي عيوب مي گردند.اما براي اينكه پيگ بتواند كارايي لازم را داشته باشد بايد در محدوده سرعت مشخصي حركت كند . سرعت بالاتريا كمتر از ميزان تعريف شده پيگ باعث عدم كاركرد درست گرديده و عمليات پيگ راني به درستي انجام نمي گردد. از آنجايي كه عموما پيگ ها توسط فشار بالادست حركت مي كنند ودر طول مسير عواملي مانند اصطكاك ، رسوب، شيب خطوط لوله وچند راهي ها بر سرعت آن اثر گذاشته و باعث كاهش و يا افزايش سرعت آن مي گردند و سبب مي شود كه در قسمتهايي از مسير ،پيگ راني ناقص انجام شده و يا اصلا انجام نگردد. لذا لزوم وجود سيستم كنترل سرعت پيگ ضروري به نظر مي رسد. اين سيستم كنترل سرعت بايد بتواند بدون ايجاد صدمه به پيگ در مواقع نياز ،سرعت را كاهش و يا افزايش داده و راندمان پيگ راني را بالا ببرد. در اين ميان كنترل سرعت پيگ به دليل ويسكوزيته پايين گاز در خطوط انتقال گاز داراي اهميت بيشتري است زيرا تغييرات سرعت و شتاب ناگهاني آن بسيار سريع و محسوس مي باشد كه اين موضوع نه تنها باعث صدمات زياد به پيگ مي گردد بلكه عمليات پيگ راني را با مشكل مواجه مي كند . در اين پروژه ابتدا به تحليل ديناميكي حركت پيگ در خطوط نفت و گاز پرداخته مي شود. معادلات ديفرانسيل جزئي حاكم بر جريان شامل معادلات بقاي جرم، مومنتوم خطي، انرژي و معادله حالت با استفاده از روش مشخصه ها به معادلات ديفرانسيل معمولي تبديل مي شود. سپس با استفاده از يك برنامه نوشته شده در نرم افزار متلب معادلات حركت پيگ همراه با معادلات حاكم بر جريان حل مي شوند تا در هر مرحله زماني شرايط مرزي در جلو و عقب پيگ محاسبه شود. نتايج حاصل با نتايج تحقيقاتي كه تان تين نگويان و همكارانش برروي مدل سازي و شبيه سازي عملكرد پيگ در خط لوله گاز انجام داده بودند ودر قالب مقاله به چاپ رسيده است مقايسه شده است تا صحت مدلسازي حركت پيگ ارزيابي گردد كه مطابقت خوبي بين نتايج مشاهده مي شود].9[ پس از مطالعه سيستم هاي كنترل سرعت پيگ با در نظر گرفتن يك دريچه ميان گذر به عنوان شيردر وسط پيگ و باز و بسته كردن آن و اجازه يا عدم اجازه عبور جريان سيال، اختلاف فشار بين جلو و عقب پيگ را كاهش يا افزايش داده و در نتيجه نيروي محركه پيگ را كم يا زياد كرده و بدين ترتيب سرعت پيگ را كنترل مي نماييم. در ادامه، حركت پيگ با جريان ميان گذر شبيه سازي شده است و برنامه مربوطه در محيط متلب نوشته شده است و خروجي هاي آن با نتايج بررسي هاي تان تين نگويان و همكارانش جهت كنترل پيگ در خط لوله گاز طبيعي همراه با جريان باي پس مقايسه گرديده است]12[ .كه حاكي از تطابق و دقت قابل قبول شبيه سازي است. نهايتاً يك سيستم آزمايشگاهي جهت بررسي تاثير هندسه شير مسير ميان گذر بر تغييرات فشار جلو و عقب پيگ طراحي و ساخته شده است. با تغيير سطح عبور جريان وهندسه شير ميان گذر ، نحوه تغييرات فشار جلو و عقب پيگ و در نتيجه كنترل كننده سرعت پيگ ارزيابي مي گردد. واژه‌هاي كليدي: پيگ – پيگ راني -كنترل سرعت – اختلاف فشار – شير باي پس

191380

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر محرم حبيب نژاد كورايم

ساخت و توليد

دكتر مير سعيد صفي زاده